【核心閱讀】近年來，信息技術(shù)廣受青睞，全球的國際石油公司、國家石油公司、獨(dú)立油氣公司紛紛與相關(guān)技術(shù)公司合作，極大地推動(dòng)了新興信息技術(shù)在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用。信息技術(shù)與油氣行業(yè)的融合已漸成氣候，潤物細(xì)無聲地改變著油氣行業(yè)的運(yùn)作模式。當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)與分析、機(jī)器人與自動(dòng)化、三維建模與可視化、云計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、預(yù)知維護(hù)和區(qū)塊鏈等十項(xiàng)信息技術(shù)在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用成為潮流。

隨著氣候變化和氣象災(zāi)害的日益嚴(yán)峻，油氣行業(yè)引入信息技術(shù)正是該行業(yè)迎接挑戰(zhàn)的明智之舉。信息技術(shù)不僅有助于降本增效，而且能幫助從業(yè)者摸清未來能源發(fā)展脈絡(luò)，提前布局，為油氣行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)人智庫和谷歌年初發(fā)布的報(bào)告，到2030年，人工智能可為西亞北非地區(qū)帶來3200億美元的經(jīng)濟(jì)增長。

十大信息技術(shù)成為油氣行業(yè)主流趨勢

自2014年國際油價(jià)暴跌、2020年疫情全球流行，至今整個(gè)油氣行業(yè)經(jīng)歷了七八年的下行低谷期。油氣公司被迫壓縮開支、提高效率，暫停甚至終止投入大型油氣項(xiàng)目。與此同時(shí)，對控制成本、提質(zhì)增效有極大優(yōu)勢的信息新技術(shù)開始廣受青睞，國際石油公司、國家石油公司甚至獨(dú)立油氣公司，紛紛與相關(guān)技術(shù)公司合作。谷歌、微軟、英特爾、IBM等全球知名信息技術(shù)公司成為合作熱門。這極大地推動(dòng)了新興信息技術(shù)在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用，并在2018年達(dá)到油氣行業(yè)與信息技術(shù)的融合高峰。

幾年過去，這些新技術(shù)與油氣行業(yè)的融合漸成氣候，潤物細(xì)無聲地改變著油氣行業(yè)的運(yùn)作模式。當(dāng)下，物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)與分析、機(jī)器人與自動(dòng)化、三維建模與可視化、云計(jì)算、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、預(yù)知維護(hù)和區(qū)塊鏈等十項(xiàng)信息技術(shù)在油氣領(lǐng)域的應(yīng)用成為潮流。而以油氣公司為主要用戶，以上述十種技術(shù)為架構(gòu)，涌現(xiàn)了無數(shù)初創(chuàng)公司，他們在為油氣公司應(yīng)用信息技術(shù)提供豐富選項(xiàng)的同時(shí)，也指明了信息技術(shù)在油氣行業(yè)的應(yīng)用方向。

為油氣公司應(yīng)用信息技術(shù)提供咨詢的Startus Insight公司在調(diào)研了2000多家以石油公司為目標(biāo)客戶的初創(chuàng)公司后發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)和人工智能是當(dāng)下油氣行業(yè)主流的應(yīng)用方向，以其為主業(yè)的初創(chuàng)公司數(shù)量分別占總量的22%和19%；大數(shù)據(jù)與分析，以及機(jī)器人與自動(dòng)化，分別占總量的13%和12%；三維建模及可視化、云計(jì)算分別占9%和7%；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和MES，各占5%；預(yù)知維護(hù)和區(qū)塊鏈各占4%。這些公司中，歐美公司占了大多數(shù)，但印度和新加坡的新公司也開始增加，代表著油氣行業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)從歐美向其他地區(qū)外溢。

信息技術(shù)與油氣業(yè)務(wù)融合新進(jìn)展

近十年，尤其是疫情緩解以來，油氣行業(yè)大力引入信息技術(shù)，兩個(gè)領(lǐng)域的有機(jī)融合起到了巨大的協(xié)同增效作用，其中物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)與分析、機(jī)器人與自動(dòng)化，以及預(yù)知維護(hù)等信息技術(shù)與油氣行業(yè)的融合尤為明顯。

1.物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是油氣行業(yè)數(shù)字化的基石，價(jià)值幾乎難以估量，典型的應(yīng)用場景包括作業(yè)監(jiān)測，即對于勘探開發(fā)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)專業(yè)作業(yè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集，從而使工程技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)對作業(yè)施工過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測，快速分析和處理作業(yè)過程中遇到的各種工程問題；物資管理，即針對特種設(shè)備、車輛等物資的智能化管理，提高企業(yè)及業(yè)務(wù)部門整體的管理和服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，從而降低管理和服務(wù)成本；方案設(shè)計(jì)，即基于對現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析和處理，并綜合物資等各項(xiàng)管理數(shù)據(jù)，全面優(yōu)化施工設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量；工況預(yù)警，即對各類施工作業(yè)過程及設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)工況診斷和預(yù)測，對可能發(fā)生的工程事件和作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高效率；遠(yuǎn)程指揮，即結(jié)合通信技術(shù)，緊密連接施工現(xiàn)場和基地，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮，協(xié)調(diào)解決現(xiàn)場復(fù)雜情況。

不少油氣公司都積極探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用途徑。國際大型油氣公司，如殼牌，已率先在油氣上下游產(chǎn)業(yè)鏈，包括油氣鉆井、油氣生產(chǎn)、加油站零售、財(cái)務(wù)管理、員工管理等領(lǐng)域應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并結(jié)合云計(jì)算、人工智能等，以C3物聯(lián)網(wǎng)公司的技術(shù)為核心，基本實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈的“萬物”互聯(lián)。

2. 人工智能

人工智能實(shí)際上已開始向認(rèn)知智能邁進(jìn)，即讓機(jī)器通過自我學(xué)習(xí)從而具有主動(dòng)思考和理解的能力，是人工智能的最高階段，也是當(dāng)前油氣行業(yè)應(yīng)用信息技術(shù)的熱點(diǎn)。目前，認(rèn)知智能已被應(yīng)用于油藏開發(fā)的預(yù)測。

如bp與Beyond Limits公司合作開發(fā)的人工智能軟件，可以本地已有鉆井地質(zhì)特征和生產(chǎn)參數(shù)為依據(jù)，精確預(yù)測油藏地質(zhì)甜點(diǎn)，優(yōu)選井位，從而降低油氣勘探成本。

殼牌將人工智能技術(shù)首先集中應(yīng)用于加油站管理、設(shè)備維護(hù)、定向井鉆井和員工交互等4個(gè)領(lǐng)域。另外，殼牌將認(rèn)知智能應(yīng)用于鉆井領(lǐng)域也取得巨大進(jìn)展，通過將人工智能在基于鉆井歷史數(shù)據(jù)建立的學(xué)習(xí)模型中進(jìn)行培訓(xùn)，實(shí)現(xiàn)了鉆井系統(tǒng)的人工智能優(yōu)化，在準(zhǔn)確引導(dǎo)鉆頭的同時(shí)，還能充分考慮地震測量數(shù)據(jù)、溫度、壓力和鉆頭等因素對鉆井的影響，最大限度減少鉆井事故，提高鉆井速度和質(zhì)量。殼牌還實(shí)施了名為“Game Changer”的人工智能計(jì)劃，定期向全球各地的個(gè)人和初創(chuàng)公司征集以機(jī)器學(xué)習(xí)為重點(diǎn)的人工智能方案，這使得殼牌在人工智能領(lǐng)域一直居于領(lǐng)先地位。

3. 大數(shù)據(jù)與分析

在大型石油公司中，埃尼公司和道達(dá)爾能源在大數(shù)據(jù)和分析方面走在前列。

埃尼公司和道達(dá)爾能源都擁有全球頂尖的超級計(jì)算機(jī)，其中埃尼公司的超級計(jì)算機(jī)每秒可進(jìn)行18.6千萬億次數(shù)字運(yùn)算，在全球超級計(jì)算機(jī)500強(qiáng)榜單中排名靠前。借助埃尼公司超級計(jì)算機(jī)中心提供的高效數(shù)據(jù)分析，其新油氣田開發(fā)速度加快，所承擔(dān)的風(fēng)險(xiǎn)卻更低，新油氣田投產(chǎn)后，生產(chǎn)效率也更高。埃尼公司的超級計(jì)算機(jī)15小時(shí)內(nèi)可運(yùn)行10萬個(gè)高分辨率油氣田三維模型，加快了開發(fā)前的設(shè)計(jì)流程，鉆井?dāng)?shù)量少而精，效率很高。該公司近年來在埃及塞得港以北Shorouk區(qū)塊的Zohr氣田從發(fā)現(xiàn)到投產(chǎn)僅用了不到兩年半的時(shí)間，打破了深水項(xiàng)目的開發(fā)紀(jì)錄。

道達(dá)爾能源與IBM合作建造的Pangea III超級計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度達(dá)到每秒31.7千萬億次，相當(dāng)于17萬臺筆記本電腦運(yùn)算速度之和。根據(jù)2019年全球超級計(jì)算機(jī)排行榜，道達(dá)爾能源的超級計(jì)算機(jī)在油氣行業(yè)的超級計(jì)算機(jī)中排名第一，在全球排名第十一，較埃尼公司擁有的超級計(jì)算機(jī)排名更靠前。近年來，道達(dá)爾能源的經(jīng)營業(yè)績表現(xiàn)不俗，尤其是在疫情大流行的2020年，依然保持著較強(qiáng)的盈利能力，這也與其強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)的加持不無關(guān)系。

4. 機(jī)器人與自動(dòng)化

在機(jī)器人與自動(dòng)化方面做得較好的有道達(dá)爾能源、Equinor（挪威國家石油公司）和雪佛龍等公司。

道達(dá)爾能源2018年就在北海Alwyn平臺測試了一臺機(jī)器人，計(jì)劃在部分較難完成的作業(yè)中替代人工。這臺機(jī)器人由奧地利Taurob公司制造，德國達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)在軟件方面提供支持，高1米、重90公斤，能通過狹窄通道、上下樓梯，執(zhí)行溫度測量、氣體泄漏檢測等巡查任務(wù)。該機(jī)器人與Alwyn平臺上的工作人員共事，也是全球海上油氣平臺首次迎來機(jī)器人“工友”，具有劃時(shí)代意義。道達(dá)爾能源的研究人員稱，地面機(jī)器人技術(shù)可能徹底改變未來運(yùn)營和設(shè)計(jì)油氣基礎(chǔ)設(shè)施的方式。在工作現(xiàn)場實(shí)施該技術(shù)，將帶來運(yùn)營安全和成本優(yōu)化方面的好處。開發(fā)用于操作巡視和異常檢測的完全自主機(jī)器人是在工業(yè)領(lǐng)域大范圍應(yīng)用機(jī)器人解決方案的第一步。

為實(shí)現(xiàn)鉆井自動(dòng)化，提高鉆井效率和減少成本，Equinor在機(jī)器人鉆井系統(tǒng)上投入巨資，其機(jī)器人鉆井系統(tǒng)2017年已應(yīng)用于半潛式鉆井平臺，隨后該公司在挪威大陸架推出了公司首個(gè)完全無人化平臺。目前，Equinor成立了數(shù)字化中心，計(jì)劃投資1.28億~2.57億美元，增加油氣勘探開發(fā)對機(jī)器人技術(shù)的應(yīng)用比例。Equinor研發(fā)機(jī)器人的另一個(gè)重要目的是在提高安全性的同時(shí)，減少碳排放。bp墨西哥灣漏油事故后，Equinor曾估算，通過在海上鉆井平臺引入人工智能技術(shù)，可將平臺工人數(shù)量減半，工作效率提高25%。

雪佛龍則開發(fā)了一款用于檢查內(nèi)部壓力容器的機(jī)械蛇臂系統(tǒng)，其在陸上的作業(yè)能力已得到認(rèn)可，并將用于該公司北海油氣項(xiàng)目中的近海油氣壓力容器檢查試驗(yàn)。蛇臂機(jī)器人由鋼絲繩驅(qū)動(dòng)、軟件控制，適合在狹窄和危險(xiǎn)的空間工作，機(jī)器臂可在混亂環(huán)境中導(dǎo)航和移動(dòng)，而作為驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)、電子和控制系統(tǒng)則遠(yuǎn)離檢查區(qū)。

5. 預(yù)知維護(hù)

海上油氣平臺的意外停機(jī)成本極高，停機(jī)一日的費(fèi)用在200萬~300萬美元，通過信息技術(shù)預(yù)測可能發(fā)生的故障而提前干預(yù)的技術(shù)被稱為預(yù)知（預(yù)測）維護(hù)，這是一種可有效避免資產(chǎn)發(fā)生故障的技術(shù)，近年來極受油氣公司重視。挪威獨(dú)立油氣公司Aker bp與Sparkognition合作，為無人平臺研發(fā)人工智能驅(qū)動(dòng)的預(yù)知維護(hù)解決方案，避免了大量因多相泵問題可能導(dǎo)致的停機(jī)。道達(dá)爾能源也早在2013年就開始對渦輪機(jī)、泵和壓縮機(jī)開展預(yù)知維護(hù)，目前已節(jié)省幾億美元，有力護(hù)航了公司發(fā)展。

實(shí)際上，這里提到的不同類型的信息技術(shù)之間并無明確的涇渭之分，分類僅代表其在油氣行業(yè)應(yīng)用中的某個(gè)側(cè)重。每一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)的成熟，也意味著數(shù)項(xiàng)技術(shù)的交織“合成”。如油氣公司在運(yùn)用人工智能技術(shù)時(shí)，顯然離不開大數(shù)據(jù)分析、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、云計(jì)算、三維建模與可視化、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)。

油氣行業(yè)至今已有逾百年歷史，為全球發(fā)展提供了急需的能源，居功至偉。但隨著氣候變化和氣象災(zāi)害的日益嚴(yán)峻，油氣行業(yè)未來發(fā)展面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，而信息技術(shù)的引入，正是油氣行業(yè)迎接挑戰(zhàn)的明智之舉。信息技術(shù)不僅有助于油氣行業(yè)降本增效，而且能幫助從業(yè)者在紛繁復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)中摸清未來能源發(fā)展的脈絡(luò)，提前布局，為油氣行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

西亞北非大力推動(dòng)油氣行業(yè)人工智能應(yīng)用

根據(jù)經(jīng)濟(jì)學(xué)人智庫（EIU）和谷歌年初發(fā)布的報(bào)告，到2030年，人工智能可為西亞北非地區(qū)帶來3200億美元的經(jīng)濟(jì)增長。該地區(qū)領(lǐng)導(dǎo)人都意識到人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等信息技術(shù)進(jìn)步的重要性，正積極籌劃搭載這列通往可持續(xù)發(fā)展未來的“信息列車”。

人工智能經(jīng)濟(jì)潛力獲認(rèn)可。近年來，阿聯(lián)酋、沙特、卡塔爾和埃及等國家紛紛發(fā)布了雄心勃勃的人工智能發(fā)展戰(zhàn)略。但受疫情影響，國際能源需求受挫、價(jià)格暴跌，中斷了西亞北非石油國的智能化勢頭。與此同時(shí)，西亞北非國家更進(jìn)一步意識到經(jīng)濟(jì)多元化的緊迫性，不少國家很快從最初的不知所措中清醒過來，加大了對油氣行業(yè)應(yīng)用人工智能的投入，以便在能源轉(zhuǎn)型過程中，既受益于油氣帶來的收益，也能提高效率、減少碳排放。

沙特管理咨詢公司Strategic Gears在3月發(fā)布的報(bào)告中建議，沙特的油氣行業(yè)、政府服務(wù)和金融服務(wù)對該國GDP的貢獻(xiàn)已超過50%，未來人工智能應(yīng)用應(yīng)聚焦上述三個(gè)領(lǐng)域，而制造業(yè)、醫(yī)療保健、教育、汽車、零售和電子商務(wù)，以及交通運(yùn)輸也將受益于該技術(shù)的應(yīng)用。

阿曼ITHCA集團(tuán)首席執(zhí)行官也表示，人工智能在該國油氣行業(yè)的應(yīng)用提高了油氣公司的效率和競爭力，應(yīng)將其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)向其他領(lǐng)域推廣，如漁業(yè)、旅游和物流等。人工智能最終可幫助釋放這些行業(yè)的潛力，使其成為國家GDP的重要貢獻(xiàn)者，并幫助實(shí)現(xiàn)阿曼2040年的愿景目標(biāo)。

阿布扎比國家石油公司（ADNOC）對機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘興趣濃厚，并早早進(jìn)行了相關(guān)應(yīng)用部署。該公司估算，這些技術(shù)應(yīng)用3年內(nèi)已為其創(chuàng)造了約10億美元的“商業(yè)價(jià)值”。

打好人工智能教育基礎(chǔ)。西亞北非的青年人口數(shù)量巨大，如果做好相關(guān)智能教育和培訓(xùn)，這些人力將成為未來寶貴的資源，助力人工智能在西亞北非的未來發(fā)展。

沙特計(jì)劃，到年底培訓(xùn)兩萬名大數(shù)據(jù)和人工智能人才。4月，沙特阿美還與阿卜杜拉國王科技大學(xué)簽署了諒解備忘錄，旨在成立研究中心，主要研究人工智能的應(yīng)用與發(fā)展。

阿聯(lián)酋也在人工智能教育方面投資巨大，2019年新建了穆罕默德·本·扎耶德人工智能大學(xué)，目前在人工智能、計(jì)算機(jī)視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理的研究機(jī)構(gòu)中全球排名靠前。

此外，卡塔爾的美國卡內(nèi)基梅隆大學(xué)分校提供人工智能相關(guān)學(xué)位教育。卡塔爾已建立人工智能中心，目前正吸收天下英才，充實(shí)師資隊(duì)伍。

這一切都將為未來西亞北非國家油氣行業(yè)人工智能的發(fā)展，輸出高質(zhì)量人力資源。（盧雪梅）